Угольно черный

CAS: 1333-86-4
Ацетиленовый черный; Костный древесный уголь для животных; Aroflow; Ароген; Аротон; Аровель; Стрела; Атлантический; Черный Космос 33; Черный жемчуг; C.I. 77266; C.I. Пигмент черный 6; C.I. Пигментный черный 7; Канкарб; Карбодис; Карболак; Карболак 1; Карбомет; Угольно черный; Carbon Black BV и V; Технический углерод, ацетилен; Технический углерод, швеллер; Технический углерод печной; Технический углерод, лампа; Технический углерод термический; Углерод аморфный; CCRIS 7235; Канал черный; Обугливатель от мусоросжигателя; CI 77266; CI Пигмент черный 7; CK3; Коллокарб; Columbia carbon; Conductex 900; Continex; Коракс А; Corax P; Крофлекс; Кролак; Дегусса; Delussa Black FW; Durex O; Игл Джермантаун; EC 215-609-9; EINECS 215-609-9; ELF 78; Эльфтекс; Эссекс; Эксельсиор; Взрыво-ацетиленовый черный; Взрыв черный; Фарбрусс; Фекто; Flamruss; Печь черная; Furnal; Furnex; Furnex N 765; Газовый черный; Газовый черный; Гастекс; HSDB 953; Хубер; Humenegro; Удар черный; Ударный уголь; Ketjenblack EC; Косминк; Космобил; Космолак; Космос; Космотерм; Космовар; Лампа черная; Lampblack; Magecol; Метанекс; Микронекс; Miike 20; Modulex; Могол; Mogul L; Молакко; Монарх 1300; Monarch 700; Neo Spectra Beads AG; Neo-Spectra II; Neo-Spectra Mark II; Неотекс; Niteron 55; Масло-топочное Черное; П 33 (технический углерод); P1250; P68; Персиковый черный; Пеллетекс; Permablak 663; Филблэк; Philblack N 550; Philblack N 765; Филблэк О; Пигментный черный 7; Printex; Printex 60; Ворон; Raven 30; Ребонекс; Царственный; Regal 300; Regal 330; Regal 400R; Regal 600; Regal 99; Regal SRF; Регент; Королевские спектры; Севакарб; Севаль; Shawinigan Acetylene Black; Карбон Shell; Специальный черный 1V и V; Особый шварц; Сферон; Сферон 6; Statex; Statex N 550; Sterling MT; Sterling N 765; Sterling NS; Sterling SO 1; Супер-карбовар; Супер-спектры; Суперба; Термоатомный черный; Термический ацетиленовый черный; Термальный черный; Термоатомный; Thermax; Thermblack; Тинолит; ТМ 30; Тока Блэк 4500; Toka Black 5500; Тока Блэк 8500; UNII-4XYU5U00C4
Технический углерод (подтипы - ацетиленовая сажа, канальная сажа, топочная сажа, ламповая сажа и термическая сажа) - это материал, получаемый в результате неполного сгорания тяжелых нефтепродуктов, таких как смола FCC, каменноугольная смола или смола крекинга этилена. Технический углерод представляет собой форму паракристаллического углерода с высоким отношением площади поверхности к объему, хотя и более низким, чем у активированного угля. Он отличается от сажи своим гораздо более высоким отношением площади поверхности к объему и значительно более низким (незначительным и небиодоступным) содержанием полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Тем не менее, технический углерод широко используется в качестве модельного состава дизельной сажи для экспериментов по окислению дизельного топлива. [2] [необходим лучший источник] Технический углерод в основном используется в качестве упрочняющего наполнителя в шинах и других резиновых изделиях. В пластмассах, красках и чернилах технический углерод используется в качестве цветного пигмента [3].
Текущая оценка Международного агентства по изучению рака (IARC) такова: «Технический углерод, возможно, канцерогенен для человека (Группа 2B)» [4]. Кратковременное воздействие высоких концентраций сажи может вызвать дискомфорт в верхних дыхательных путях из-за механического раздражения.
Чаще всего (70%) технический углерод используется в качестве пигмента и армирующей фазы в автомобильных шинах. Технический углерод также помогает отводить тепло от протектора и области ремня шины, уменьшая термическое повреждение и увеличивая срок службы шины. Около 20% мирового производства приходится на ремни, шланги и другие резиновые изделия, не относящиеся к шинам. Весы в основном используются в качестве пигмента в чернилах, покрытиях и пластмассах.

Технический углерод добавляется к полипропилену, потому что он поглощает ультрафиолетовое излучение, которое в противном случае вызывает разрушение материала. Частицы сажи также используются в некоторых материалах, поглощающих радары, в тонере для фотокопировальных аппаратов и лазерных принтеров, а также в других чернилах и красках. Высокая способность к окрашиванию и стабильность технического углерода также позволили использовать его при окрашивании смол и пленок [5]. Технический углерод используется в различных приложениях для электроники. Технический углерод, являющийся хорошим проводником электричества, используется в качестве наполнителя при добавлении пластмасс, эластомеров, пленок, клеев и красок [5]. Используется в качестве антистатической присадки в крышках и трубках автомобильных топливных баков.
Технический углерод растительного происхождения используется в качестве пищевого красителя, известного в Европе как добавка E153. Он одобрен для использования в качестве добавки 153 (технический углерод или растительный углерод) в Австралии и Новой Зеландии [6], но был запрещен в США. [7] Цветной пигмент технический углерод уже много лет широко используется в упаковке продуктов питания и напитков. Он используется в многослойных бутылях для ультрапастерированного молока в США, некоторых странах Европы и Азии, а также в Южной Африке, а также в таких предметах, как подносы для еды в микроволновой печи и подносы для мяса в Новой Зеландии.
В ходе обширного обзора технического углерода, проведенного правительством Канады в 2011 году, был сделан вывод о том, что технический углерод может и далее использоваться в продуктах, в том числе в упаковке пищевых продуктов для потребителей, в Канаде. Это произошло потому, что «в большинстве потребительских товаров сажа связана в матрице и недоступна для воздействия, например, в качестве пигмента в пластмассах и каучуках» и «предполагается, что сажа не попадает в окружающую среду в количестве или концентрациях или ниже условия, которые представляют или могут представлять опасность в Канаде для жизни или здоровья человека »[8].
Технический углерод использует
1. Резиновая арматура.
Технический углерод - это усиливающая резина добавка, используемая во многих резиновых изделиях.
В частности, в случае транспортных средств для изготовления шин используется большое количество технического углерода.
Кроме того, технический углерод используется с резиной для гашения вибрации при землетрясениях, в подошвах обуви и во многих других продуктах.
2. Краски и пигменты для пластмасс.
По сравнению с другими красителями технический углерод имеет высокую окрашивающую способность.
Следовательно. он используется в качестве чернил для печати газет, тонера для струйных принтеров и других подобных целей.
Он также подходит в качестве пигмента для термоформованных пластиков, автомобильных крыльев, покрытий для электрических проводов и других продуктов.
3. Электрооборудование и токопроводящие компоненты.
Поскольку технический углерод имеет отличные проводящие свойства, он используется в качестве компонента для магнитных лент и полупроводников.
 (УФ) стабилизирующие и проводящие агенты в разнообразных повседневных и специализированных продуктах с высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе:
• Шины и промышленные резиновые изделия: Технический углерод добавляется в резину как наполнитель, так и как упрочняющий агент.

• Для различных типов шин он используется во внутренней обшивке, каркасе, боковинах и протекторах различных типов в зависимости от конкретных требований к характеристикам. Технический углерод также используется во многих формованных и прессованных промышленных резиновых изделиях, таких как ремни, шланги, прокладки, диафрагмы, устройства виброизоляции, втулки, пневматические рессоры, бамперы шасси и различные типы подушек, башмаков, щеток стеклоочистителей, лицевой панели, конвейера. колеса и люверсы.
• Пластмассы: технический углерод в настоящее время широко используется для токопроводящей упаковки, пленок, волокон, формованных изделий, труб и полупроводниковых кабельных соединений в таких продуктах, как мешки для мусора, промышленные пакеты, фотоконтейнеры, сельскохозяйственная мульчирующая пленка, стрейч-пленка и формование термопластов. для автомобилей, электрики / электроники, бытовой техники и выдувных контейнеров.
• Компаунды, вызывающие электростатический разряд (ESD). Технический углерод тщательно разработан для преобразования электрических характеристик из изоляционных в проводящие в таких продуктах, как упаковка для электроники, системы безопасности и автомобильные детали.
• Высококачественные покрытия: технический углерод обеспечивает пигментацию, проводимость и защиту от ультрафиолета для ряда покрытий, включая автомобильные (грунтовочные базовые и лаки), морские, аэрокосмические, декоративные, деревянные и промышленные покрытия.
• Тонеры и чернила для печати: технический углерод улучшает рецептуры и обеспечивает широкую гибкость в удовлетворении определенных требований к цвету.

Черный арбон используется во многих продуктах и изделиях, которые мы используем и видим вокруг нас ежедневно, например:

• Каучуки
• Пластмассы
• Покрытия
• Шины
• Чернила

Таким образом, требования к углеродной саже различны для каждого применения и влияют на конкретные свойства в конечном применении.

Для рынка покрытий доступен широкий спектр марок технического углерода. Это может затруднить выбор наиболее подходящей сажи для вашего конечного применения.

Например, если вы хотите получить автомобильную краску с синим оттенком, выбранная сажа будет иметь высокую степень насыщенности. Однако обычно эти типы сажи труднее всего правильно диспергировать до желаемого размера частиц.

Производители технического углерода решают эти проблемы, разрабатывая специальные сорта технического углерода, поверхность которых модифицирована и / или предварительно обработаны для преодоления этих трудностей.

Как производится технический углерод?

На свойства технического углерода влияет способ приготовления. Ниже рассматриваются различные процессы, используемые для производства технического углерода.

1. Процесс сажи в печи: это наиболее распространенный метод, в котором в качестве сырья используется (ароматическое) углеводородное масло. Благодаря высокому выходу и возможности контролировать размер и структуру частиц, он наиболее подходит для массового производства сажи.

В реакторе регулируют условия (например, давление и температуру), чтобы обеспечить ряд реакций. К наиболее важным реакциям относятся:

o зародышеобразование частиц
o Рост частиц
o Агрегатное образование

Впрыск воды быстро снижает температуру и останавливает реакцию. Размер первичных частиц и структура сажи регулируется путем настройки условий в реакторе и времени, отведенного до прекращения реакции.

2. Процесс термической сажи: это наиболее распространенный метод, используемый для производства сажи после процесса печной сажи. Это прерывистый или циклический процесс.

В этом процессе в качестве сырья используется природный метан. Когда природный газ вводится в печь в инертной атмосфере, газ разлагается на технический углерод и водород.

Технический углерод, полученный с использованием этого метода, имеет самый большой размер частиц и самую низкую степень агрегатности или структуры. Из-за природы сырья эта сажа является самой чистой формой, доступной в промышленных масштабах.

3. Канальный процесс: в этом процессе используется частично сгоревшее топливо, которое контактирует со стальным каналом Н-образной формы. Это уже не самый используемый метод из-за:
o Экологические проблемы
o Повышение цены на природный газ
o Низкая доходность

Преимущество этого процесса состоит в том, что он обеспечивает сажу множеством функциональных групп.

4. Процесс производства ацетиленовой сажи: в этом процессе в качестве сырья используется газообразный ацетилен. Он дает в основном высокую структуру и более высокую кристалличность, что делает этот тип технического углерода подходящим для электропроводящих применений.

5. Технология Lampblack: это старейший промышленный процесс производства углеродной сажи. В качестве сырья используются минеральные / растительные масла.

Восстановленный технический углерод из шин с истекшим сроком эксплуатации

Восстановленный технический углерод или (r) CB - быстрорастущий рынок. Восстановленная сажа получается в процессе пиролиза шин с истекшим сроком службы. Компании имеют тройную важность в производстве и использовании рекуперированной сажи:

• Растущие глобальные проблемы, связанные с отслужившими шинами (ELT).
• Компании меняют стратегию для достижения целей, обеспечивающих «зеленую» экономику.
• Изменение цен на обычную сажу из-за колебаний цен на нефть.
В зависимости от состава содержание технического углерода в шинах может достигать 30%. В состав шин, помимо технического углерода, входят:

•    Резинка
• Добавки для обработки резины
• Металл
• Текстиль
• Наполнители, такие как диоксид кремния.

Количество диоксида кремния зависит от типа шины, например зимняя или летняя шина, гоночная шина или шина для сельскохозяйственных транспортных средств, и не будет отделяться от технического углерода в процессе пиролиза, что приведет к более высокому содержанию золы.

В типичной автомобильной шине можно использовать до 15 различных типов технического углерода, каждый из которых имеет различные требуемые свойства. Эта смесь углеродных сажей также будет составлять окончательную композицию (r) CB. Помимо шин, другие источники, которые могут быть использованы, - это резиновые конвейерные ленты или другие технические резиновые изделия.

Наличие инертных условий в процессе пиролиза важно для того, чтобы не образовывалась дополнительная сажа.

Основные отличия свойств восстановленной сажи:

• Содержание золы выше для (r) CB из-за того, что при производстве шин используются наполнители.
• Сочетание свойств технического углерода в результате использования технического углерода в шине.
• Остаточные углеводороды на поверхности технического углерода в зависимости от качества процесса пиролиза.

Чтобы понять, как свойства (r) CB влияют на конечные применения, и узнать, какая сажа используется в какой категории, нам необходимо понять фундаментальные различия между доступными сажами.

Основные свойства технического углерода

Размер первичных частиц

Первым параметром, который следует учитывать, является размер первичных частиц сажи. Размер первичных частиц может варьироваться от 15 нм до 300 нм. Некоторые топочные сажи имеют размер частиц даже 8 нм.
Мелкие частицы приводят к более сильной струе из-за большой площади поверхности. Они также предоставляют:

• Лучшая атмосферостойкость
• Устойчивость к ультрафиолетовому излучению
• Лучшая проводимость

С другой стороны, меньшие размеры частиц приводят к более высокой вязкости и требуют больше энергии для диспергирования. Эти типы обычно имеют голубоватый оттенок и используются в автомобильной промышленности, где требуется высокая степень насыщенности.
Принимая во внимание, что более высокие размеры частиц улучшают вязкость и свойства диспергируемости в пределах области применения. Они имеют более коричневатый оттенок и, как правило, больше подходят для применения в резине и шинах.

Состав

Уже в процессе производства из первичных частиц образуются агрегаты. Структура технического углерода определяется:

• Какова форма агрегатов?
• Уровень филиалов в агрегатах.
Химия поверхности

Другой важный аспект технического углерода - химия поверхности. В зависимости от производственного процесса функциональные группы на поверхности технического углерода будут разными. Тип и количество функциональных групп будут играть большую роль в сродстве внутри приложения, которое оно используется.

В общем, когда говорят о химии поверхности, имеется в виду уровень кислородсодержащих групп на поверхности. В некоторых случаях сажа дополнительно окисляется для увеличения количества кислородсодержащих групп на поверхности.

В частности, в чернилах и покрытиях это будет полезно для улучшения диспергируемости, смачивания пигмента, реологии и общих характеристик выбранной системы.

Примечание: во время поверхностного окисления сажи на поверхности образуются карбоксильные группы, что приводит к низкому pH сажи. Это может вызвать несовместимость некоторых систем покрытий.
Технический углерод для покрытий и чернил

Когда технический углерод используется для нанесения покрытий или красок, наиболее важными являются следующие свойства:

• Пигментация.
o Цвет - сила оттенка и яркость
o подтон
• Вязкость
• Защита

Сила оттенка

Сила оттенка - это отношение, выраженное в единицах оттенка, отражательной способности стандартной пасты к образцу пасты, как приготовленных, так и испытанных в определенных условиях.

Как описано в методе испытаний ASTM D 3265-19b, пасту сажи и оксида цинка готовят либо с использованием автоматического аппарата Мюллера, либо с помощью Speedmixer® (DAC 150 FVZ).

Для приготовления пасты из технического углерода и оксида цинка используется заранее определенное сырье, такое как:

• Промышленный эталонный оттенок черного (ITRB2)
• специальный оксид цинка (лот № 11) и
• Greenflex ESO (эпоксидированное соевое масло) 3

Эталонная паста установлена как 100, и все использованные сажи сравниваются с этой пастой. Это означает, что когда сажа имеет силу тонирования 80, она будет давать менее черный цвет при использовании того же количества.

Jetness

Яркость (Mc) зависит от цвета черного. Ориентировочно он измеряется как b * с помощью колориметра (где b * напрямую связано с L-значением), и его не следует путать с чернотой. На яркость напрямую влияет размер первичных частиц.

Чем меньше размер первичных частиц, тем выше яркость.

С другой стороны, чернота - это степень черноты, напрямую связанная с отражательной способностью. В случае пигментов с высокой степенью насыщенности она может быть даже ниже 1%.

Как правило, чернота определяется в соответствии с процедурой DIN 55979 - определение содержания сажи в углеродной саже, где измеряется остаточное отражение. В этом методе чернота используется как показатель насыщенности.
Проводимость

На рынке представлены различные виды технического углерода, которые могут обеспечивать антистатические или проводящие свойства. Основными свойствами, которые будут влиять на проводящие свойства технического углерода, являются:

• Удельная поверхность
•    Состав
• Химия поверхности

Большинство проводящих саж, доступных на рынке, имеют большую площадь поверхности и структуру и могут содержать значительный объем микропор.

Электропроводность измеряется удельным сопротивлением поверхности проводящей пленки, выраженным в Ом / квадрат или объемным удельным сопротивлением Ом-см.

Лучшая проводимость проводящей сажи поможет добавить соответствующую загрузку сажи для достижения минимально необходимого удельного поверхностного сопротивления для данного применения.
При окончательном выборе, чтобы подготовить проводящее или рассеивающее покрытие, необходимо найти баланс свойств технического углерода. Поскольку большая площадь поверхности даст вам более проводящее покрытие, но эти сажи, следовательно, имеют более высокий показатель поглощения масла, что приводит к использованию большего количества связующих или смачивающих агентов для оптимального диспергирования, и требуется больше энергии для диспергирования сажи для достижения желаемый размер частиц. Кроме того, требуемый уровень удельного поверхностного сопротивления будет определять необходимое количество технического углерода.

Узнав о производственных процессах и свойствах технического углерода, давайте рассмотрим параметры, которые следует учитывать при выборе технического углерода для конкретных покрытий и применений чернил.

Выбор правильного сорта технического углерода для вашего приложения

Что касается нанесения покрытий, нам необходимо учитывать следующие параметры:

• Сила колеровки
• Jetness
• Простота использования.
o Время диспергирования
o Дисперсионная загрузка
o Вязкость
o Физическая форма: порошок или гранулы
•    Цена
• Окончательные требования к заявке, такие как:
o Косвенный контакт с пищевыми продуктами
o защита от ультрафиолета
o проводимость
Технический углерод в резинах и шинах

• Первая цифра указывает размер частиц, где
o Серия N100 имеет самый маленький размер частиц 11-19 нм (средний)
o Серия N900 имеет самый большой размер частиц 201-500 нм (средний)
• Вторая и третья цифры - произвольные числа, но могут использоваться для описания функциональности или структуры технического углерода.

Здесь N означает «нормальное» отверждение резиновой смеси.

Канальный технический углерод (преимущественно) медленно затвердевает, и эти сорта технического углерода обозначаются префиксом S.

В шинах используются в основном типы от N115 до N375, и все они вносят определенный вклад в конечные характеристики шины.

• Для облицовки шин используется технический углерод с большим размером частиц от N660 до N990.
• Для технических каучуков, как правило, используются частицы большего размера, начиная с N550 с определенной добавкой N3030.

Технический углерод в пластмассах

В пластмассах технический углерод обеспечивает три основных свойства:

•    Цвет
• Защита от ультрафиолета
• Электропроводность

Технический углерод используется для производства маточных смесей, которые в дальнейшем используются при окончательной подготовке пластмасс. Во время производства маточной смеси углеродная сажа должна обладать хорошими тонирующими свойствами, что приводит к желаемому цвету с минимальным использованием углеродной сажи с хорошей диспергируемостью, обеспечивая низкую энергию, необходимую для обеспечения хорошего диспергирования углеродной сажи.

Когда маточная смесь используется для окончательного применения, сажа должна легко растекаться от базового полимера для получения равномерного результата с хорошей разбавляемостью.

Регулирование контакта с пищевыми продуктами

Для определенных применений необходимы специальные сажи, которые соответствуют правилам контакта с пищевыми продуктами, установленным FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США).

Применимые требования к чистоте для соответствия правилам FDA США:

• Общее количество ПАУ не должно превышать 0,5 ppm.
• Бензо (а) пирен не должен превышать 5,0 частей на миллиард.

В результате нового уведомления о контакте с пищевыми продуктами (FCN), представленного Кэботом в FDA (FCN 1789), специальные углеродные сажи, соответствующие требованиям FDA, могут использоваться в качестве красителя для полимеров без определенного верхнего предела.

Постановление Комиссии ЕС № 10/2011 применимо во всех странах Европейского Союза.

Требования к чистоте и спецификации соответствия:

• Толуольный экстракт ≤ 0,1% 2
• Экстинкция циклогексана при 386 нм <0,02 для ячейки 1 см или <0,1 для ячейки 5 см
• Бензо (а) пирен ≤ 0,25 мг / кг (250 частей на миллиард)
• Первичные частицы 10-300 нм, агрегаты 100-1200 нм, агломераты 300 нм +
• В конечном продукте, контактирующем с пищевыми продуктами, допускается не более 2,5% сажи по весу.
Что такое технический углерод? Сажа в чистом виде является жизненно важным компонентом в создании многих продуктов, которые мы используем каждый день, сильнее, глубже по цвету и долговечности. Она представляет собой мелкодисперсный черный порошок, в основном состоящий из элементарного углерода. Его получают путем частичного сжигания и пиролиза малоценных нефтяных остатков при высоких температурах в контролируемых условиях процесса.
Технический углерод в основном используется для упрочнения резины в шинах, но также может действовать как пигмент, УФ-стабилизатор и проводящий или изолирующий агент в различных областях применения резины, пластика, чернил и покрытий. Помимо шин, сажу также можно повседневно использовать в шлангах, конвейерных лентах, пластмассах, типографских красках и автомобильных покрытиях.
Основные свойства технического углерода определяют производительность приложения. Это включает:
•    Размер частицы
•    Состав
• Пористость
• Химия поверхности или активность поверхности
•    Физическая форма
РАЗМЕР ЧАСТИЦЫ
Измеренное с помощью электронной микроскопии, это фундаментальное свойство, которое оказывает значительное влияние на свойства резины, а также на цветовые свойства специальных технических сажей.
Для специальных углеродных саж меньший диаметр частиц приводит к увеличению площади поверхности и прочности окраски. Большая площадь поверхности обычно связана с большей струйностью, более высокой проводимостью, улучшенной атмосферостойкостью и более высокой вязкостью, но требует повышенной энергии диспергирования.
В случае резины более мелкие частицы приводят к усилению армирования, повышенному сопротивлению истиранию и повышению прочности на разрыв. Однако для диспергирования более мелких частиц требуется увеличенное время и энергия перемешивания. Типичный размер частиц составляет от 8 до 100 нанометров для печной сажи. Площадь поверхности используется в промышленности как индикатор степени измельчения сажи и, следовательно, размера частиц.
СОСТАВ
Это мера трехмерного слияния частиц сажи с образованием агрегатов, которые могут содержать большое количество частиц. Форма и степень разветвленности агрегатов называется структурой.
Высокоструктурированный технический углерод обеспечивает более высокую вязкость, большую электрическую проводимость и более легкое диспергирование для специальных технических углеродных саж. Измерения совокупной структуры могут быть получены из распределений формы из анализа ЭМ, абсорбции масла (OAN) или анализа пустотного объема.
Уровень структуры технического углерода в конечном итоге определяет его влияние на несколько важных свойств резины. Увеличение структуры технического углерода увеличивает модуль упругости, твердость, электрическую проводимость и улучшает диспергируемость технического углерода, но увеличивает вязкость компаунда.
ПОРИСТОСТЬ
Это фундаментальное свойство технического углерода, которым можно управлять в процессе производства. Это может повлиять на измерение площади поверхности, если общая площадь поверхности (NSA) будет больше, чем внешнее значение (STSA).
Проводящие специальные углеродные сажи имеют тенденцию иметь высокую степень пористости, в то время как увеличение пористости также позволяет составу резиновой смеси увеличивать содержание углеродной сажи при сохранении удельного веса смеси. Это приводит к увеличению модуля упругости и электропроводности соединения при фиксированной нагрузке.
ПОВЕРХНОСТНАЯ ХИМИЯ ИЛИ ПОВЕРХНОСТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Это функция производственного процесса и теплового режима сажи и обычно относится к кислородсодержащим группам, присутствующим на поверхности сажи.
Для специальных технических углеродных саж окисленные поверхности улучшают смачивание пигмента, дисперсию, реологию и общие характеристики в выбранных системах. В других случаях окисление увеличивает удельное электрическое сопротивление и делает технический углерод более гидрофильным.

Степень окисления поверхности измеряется путем определения количества «летучего» компонента в углеродной саже. Высокие уровни летучих связаны с низким pH.
Хотя его трудно измерить непосредственно для резины, химический состав поверхности проявляется в его влиянии на такие свойства резины, как сопротивление истиранию, предел прочности на разрыв, гистерезис и модуль упругости. Влияние поверхностной активности на характеристики отверждения будет сильно зависеть от используемой системы отверждения.
ФИЗИЧЕСКАЯ ФОРМА
Это важно для согласования технического углерода с оборудованием, с помощью которого он будет диспергироваться. Физическая форма (шарики или порошок) может влиять на характеристики обработки и смешивания.
Конечная степень диспергирования также зависит от используемых процедур смешивания и оборудования. Порошковая сажа рекомендуется в диспергаторах с низким усилием сдвига и на трехвалковых мельницах. Гранулированный технический углерод рекомендуется для дробеструйных и шаровых мельниц и другого высокоэнергетического оборудования. Заливка обеспечивает меньшее пылеобразование, возможности обработки насыпью и более высокую насыпную плотность, в то время как порошкообразный технический углерод обеспечивает улучшенную диспергируемость.
Технический углерод - это основной материал с долгой историей, который использовался в качестве красителя еще со времен до нашей эры. Поскольку углеродная сажа имеет наночастицы с различными функциями, такими как поглощение ультрафиолетового излучения и проводимость, она все еще применяется в новых областях, таких как электронное оборудование и устройства. Некоторые области применения технического углерода, который является обычным, но новым материалом, показаны ниже.
1) Красящее средство для чернил и красок
Углеродная сажа имеет более высокую красящую способность по сравнению с железной сажей или органическими пигментами и широко используется для газетных красок, печатных красок, красок для Индии и красок. Технический углерод также используется в качестве черного пигмента для струйных чернил или тонеров.
2) Красящие вещества для смол и пленок
Технический углерод обладает высокой стойкостью к окрашиванию и термически стабилен, поэтому подходит для окрашивания смол и пленок, подвергающихся термоформованию. Технический углерод также отлично поглощает ультрафиолетовый свет, обеспечивая как превосходную устойчивость к ультрафиолетовым лучам, так и окрашивающий эффект при смешивании небольшого количества со смолами. Технический углерод широко используется для общей окраски смол и пленок. Смолы с углеродной сажей используются в автомобильных бамперах, покрытиях проводов и футеровках стальных труб, которые, в частности, требуют устойчивости к атмосферным воздействиям.
3) Электропроводящий агент
Частицы технического углерода имеют кристаллическую структуру графитового типа, обеспечивающую отличную электропроводность. Поэтому технический углерод широко используется в качестве проводящего наполнителя, примешиваясь к пластмассам, эластомерам, краскам, клеям, пленкам и пастам.
Крышки топливного бака и топливозаборные трубы автомобилей, например, должны обладать электропроводностью для предотвращения статического электричества. Поэтому технический углерод используется как отличный антистатический агент.
4) Материалы, относящиеся к электронному оборудованию
Технический углерод также обеспечивает стабильное сопротивление и поэтому используется в качестве материала, связанного с электронным оборудованием, в различных компонентах дисплея, материалах для магнитной записи и рулонах OA.
Кроме того, Mitsubishi Chemical разрабатывает технический углерод с различными комбинированными функциями для специальных применений.
Технический углерод состоит из мелких частиц, состоящих в основном из углерода.
Различные характеристики технического углерода регулируются при производстве путем частичного сжигания масла или газов.
Технический углерод широко используется в различных областях, от черного красящего пигмента газетных красок до электропроводящего агента в высокотехнологичных материалах.
Сажа, похожая на технический углерод, использовалась для письма на папирусе в Древнем Египте и на бамбуковых полосках в Древнем Китае.
Производство технического углерода стало разновидностью надомного производства примерно в то время, когда во втором веке был основан метод производства бумаги. Затем он стал широко использоваться в промышленности после того, как был произведен канальным способом в 1892 году и методом масляной печи в 1947 году.
Большое количество технического углерода используется в основном в шинах в качестве отличного армирования резины. Технический углерод также является отличным красителем в качестве черного пигмента и поэтому широко используется для печатных красок, красок на основе смол, красок и тонеров.
Кроме того, технический углерод используется в различных других применениях в качестве электропроводящего агента, включая антистатические пленки, волокна и гибкие диски.
Электронный микроскоп изображение сажи
Наблюдение за частицами сажи под электронным микроскопом показывает, что они имеют сложную структуру, при этом некоторые сферические частицы сплавлены вместе.
Размер сферических частиц называется «размером частиц», а размер цепочки частиц - «структурой».
Различные функциональные группы, такие как гидроксильная или карбоксильная группа, находятся на поверхности сажи, и их количество или состав называется «химией поверхности».
Эти три - «размер частиц», «структура» и «химия поверхности» - являются основными свойствами сажи, и вместе они называются тремя основными характеристиками.
Три основных свойства имеют большое влияние на практические свойства, такие как чернота и диспергируемость, когда они смешиваются с чернилами, красками или смолами.
Общие характеристики технического углерода
Технический углерод делится на две группы в зависимости от его структуры и размера частиц.
а) Жесткий черный
• HAF (печь с высоким истиранием)
• ISAF (печь промежуточного сверхабразивного износа)
б) Мягкий черный
• FEF (печь для быстрой экструзии)
• GPF (печь общего назначения)
HAF
- Печь черного типа устойчива к истиранию.
- Его структура частиц небольшая и нормальная.
- Очень хорошая устойчивость к деформации, которая улучшает сопротивление изгибу и растягивающее напряжение резины.
Предотвращает накопление тепла в шинах.
ISAF
- Очень устойчива к истиранию.
- Нормальная структура и мелкий размер частиц.
- Увеличивают растягивающее напряжение и улучшают сопротивление разрушению резины.
FEF
- Устойчив к истиранию и обеспечивает быстрое выдавливание.
- Нормальная структура и средний размер частиц.
GPF
- Этот вид используется в общих целях.
- Имеет нормальный размер частиц.
- Обработка этого вида проста.
Технический углерод используется в резиновой промышленности в качестве добавки к автомобильным шинам, деталям машин, кабелям, конвейерным ремням, шлангам, каблукам и конструкции резиновой основы, а также в пластмассах, печатных красках, красках, черной бумаге, покрытиях, чернила, литографические и пластина в качестве красителя, как чернота передатчика, чтобы обеспечить цветной лак, также используются для изготовления копировальной бумаги и ленты для пишущей машинки.
Некоторые отрасли промышленности, в которых используется технический углерод:
• Кабель
• Конвейерная лента
• Несущие ленты
• Шланг
• Коврики
• Черные сумки
• Запчасти для автомобилей.
• Теплоизоляция
• Резина, пластмассы.
• Пожаротушение и так далее. vb.
Площадь использования по типу
 
HAF - используется в производстве кабеля, конвейерной ленты и высококачественных резинотехнических изделий, используемых в производстве шин.
 
ISAF - используются в производстве резинотехнических изделий, шин, используемых в тяжелых дорожных условиях.
 
FEF - используется в резинотехнических изделиях, полученных из прессованных, внутренних труб, кабельных прокладок и покрышек.
 
G